מבנה Hydroxyapatite, סינתזה, גבישים ושימושים

ה הידרוקיפטיט הוא מינרל סידן פוספט, אשר הנוסחה הכימית שלה הוא Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂. יחד עם מינרלים אחרים וחומר אורגני נשאר כתוש דחוס, הוא יוצר את חומר הגלם הידועה בשם סלע זרחני. המונח hydroxy מתייחס לאוניון OH^-.

אם במקום זה אניון זה היה פלואוריד, מינרל ייקרא fluoroapatite (Ca₁₀(PO₄)₆(ו)₂; וכך עם אחרים אניונים (Cl^-, בר^-, CO₃^2-, וכו '). כמו כן, hydroxyapatite הוא המרכיב האורגני העיקרי של העצמות אמייל שיניים, נוכח בעיקר בצורת גבישי.

לאחר מכן, הוא מרכיב חיוני ברקמות העצמות של יצורים חיים. היציבות הגדולה שלו נגד פוספטים סידן אחרים מאפשר לו לעמוד בתנאים פיזיולוגיים, נותן את העצמות שלהם קשיות אופיינית. Hydroxyapatite אינו לבד: הוא ממלא את תפקידה מלווה קולגן, חלבון סיבי של רקמות החיבור.

Hydroxyapatite (או hydroxylapatite) מכיל יונים Ca²⁺, אבל זה יכול גם להכיל קטיונים אחרים במבנה שלה (Mg²⁺, Na⁺), זיהומים המתערבבים תהליכים ביוכימיים אחרים של העצמות (כגון שיפוץ).

אינדקס

• 1 מבנה
• 2 סיכום
• 3 קריסטלים הידרוקיפטיים
• 4 שימושים
  • 4.1 שימוש רפואי ושיניים
  • 4.2 שימושים אחרים של hydroxyapatite
• 5 תכונות פיסיקליות וכימיות
• 6 הפניות

מבנה

התמונה העליונה ממחישה את המבנה של סידן hydroxyapatite. כל הכדורים תופסים את נפח מחצית "מגירה" משושה, שבו החצי השני זהה הראשון.

במבנה זה המישורים הירוקים תואמים את הקאטיונים Ca²⁺, בעוד האדום מתחלק לאטומי החמצן, התפוזים מתחלקים לאטומי הזרחן, והמישורים הלבנים לאטום המימן של ה- OH^-.

יונים פוספט בתמונה זו יש פגם של לא מציג גיאומטריה tetrahedral; במקום זאת, הם נראים כמו פירמידות מרובע.

OH^- נותן את הרושם כי הוא ממוקם הרחק Ca²⁺. עם זאת, יחידת גבישי יכול לחזור על עצמו על הגג של הראשון, ובכך מראה את הקרבה בין שני היונים. כמו כן, יונים אלה יכולים להיות מוחלפים על ידי אחרים (Na⁺ ו- F^-, לדוגמה).

סינתזה

Hydroxylapatite יכול להיות מסונתז על ידי התגובה של סידן hydroxide עם חומצה זרחתית:

10 Ca (OH)₂ + 6 ח₃PO₄ 49> Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ + 18 ח₂הו

Hydroxyapatite (Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂) מתבטאת בשתי יחידות של נוסחה Ca₅(PO₄)₃הו. 

כמו כן, hydroxyapatite יכול להיות מסונתז באמצעות התגובה הבאה:

10 Ca (NO₃)_2.4H₂O + 6 NH₄ח₂PO₄ 49> Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂  +  20 NH₄לא₃  + 52 H₂הו

שליטה על מהירות המשקעים מאפשר תגובה זו כדי לייצר חלקיקים hydroxyapatite.

גבישים הידרוקיפטיטים

היונים הם דחוסים לגדול ליצירת ביוקריסטל נוקשה ועמיד. זה משמש כחומר ביולוגי של מינרליזציה עצם.

עם זאת, הוא צריך קולגן, תמיכה אורגנית המשמשת עובש לצמיחה שלה. גבישים אלה ותהליכי היווצרותם המורכבים יהיו תלויים בעצם (או בשן).

גבישים אלה לגדול חומר אורגני, ואת היישום של טכניקות מיקרוסקופ אלקטרונים מפורט אותם בשיניים כמו אגרגטים עם צורות של מוטות שנקרא פריזמות.

שימושים

שימוש רפואי ושיניים

בשל הדמיון שלה בגודל, קריסטלוגרפיה והרכב עם רקמה אנושית קשה, nanohydroxyapatite הוא אטרקטיבי לשימוש פרוטזות. כמו כן, nanohydroxyapatite הוא biocompible, ביו טבעי וטבעי, בנוסף לא להיות רעילים או דלקתיים.

לפיכך, nanohydroxyapatite קרמיקה יש מגוון רחב של יישומים, הכוללים:

- בניתוח רקמת העצם הוא משמש למילוי חללים ניתוחים אורתופדיים, traumatologic, maxillofacial ו שיניים.

- הוא משמש ציפוי עבור שתלים אורתופדיים שיניים. זהו סוכן desensitizing בשימוש לאחר הלבנת שיניים. הוא משמש גם כסוכן remineralizing משחות שיניים בטיפול מוקדם של עששת..

- נירוסטה שתלים טיטניום מצופים לעתים קרובות עם hydroxyapatite כדי להפחית את שיעור הדחייה שלהם.

- זוהי אלטרנטיבה allogenic ו xenogenic השתלות עצם. זמן הריפוי הוא קצר יותר בנוכחות hydroxyapatite מאשר בהיעדרו.

- מחקה nanohidroxiapatita hydroxyapatite סינטטי טיבעי נוכח אפטיט הדנטין ו esmáltica, המהווה יתרון לשימוש אמייל תיקון ההתאגדות ב משחות שיניים מי פה ב

שימושים אחרים של hydroxyapatite

- Hydroxyapatite משמש מסנני אוויר של כלי רכב מנועיים כדי להגביר את היעילות של אלה קליטה פירוק של חד תחמוצת הפחמן (CO). זה מפחית זיהום סביבתי.

- מתחם אלגינט-הידרוקיפטיט כבר מסונתז כי בדיקות שדה הראו כי הוא מסוגל לקלוט פלואור באמצעות מנגנון החליפין יון.

- Hydroxyapatite משמש מדיום כרומטוגרפי עבור חלבונים. זה מציג חיובי חיובי (Ca⁺⁺) ושלילי (PO₄^-3), כך שהוא יכול לתקשר עם חלבונים טעונים חשמלית ולאפשר הפרדה שלהם על ידי החלפת יונים.

- Hydroxyapatite שימש גם כתמיכה אלקטרופורזה של חומצות גרעין. להפריד בין דנ"א לבין רנ"א, כמו גם DNA מחוט אחד של דנ"א דו-גדילי.

תכונות פיסיקליות וכימיות

Hydroxyapatite הוא מוצק לבן שיכול לרכוש גוונים אפרפר, צהוב וירוק. כפי שהוא מוצק גבישי, יש נקודות התכה גבוהות, המעידים על אינטראקציות אלקטרוסטטיות חזקות; עבור hydroxyapatite, זה 1100 מעלות צלזיוס.

זה צפוף יותר מים, עם צפיפות של 3.05 - 3.15 גרם / ס"מ³. בנוסף, הוא כמעט בלתי מסיס במים (0.3 מ"ג / מ"ל), אשר נובע יונים פוספט.

עם זאת, בתקשורת חומצית (כמו HCl) הוא מסיס. מסיסות זו נובעת היווצרות של CaCl₂, מלח מסיס במים. כמו כן, פוספטים הם protonated (HPO)₄^2- ו - H₂PO₄^-) ו אינטראקציה טובה יותר עם מים.

מסיסות Hydroxyapatite בחומצה חשובה בפתופיזיולוגיה של עששת. חיידקים בפה מפריש מוצר תסיסת חומצה לקטית של גלוקוז אשר מוריד את רמת החומציות של משטח השן בתוך 5, כך hydroxyapatite מתחיל להתמוסס.

פלואוריד (F^-) יכול להחליף יונים OH^- במבנה הגביש. כאשר זה קורה זה תורם התנגדות hydroxyapatite של אמייל שיניים נגד חומצות.

ייתכן, התנגדות זו עשויה להיות בגלל חוסר מסיסות של CaF₂ נוצר, מסרב "לנטוש" את הגביש.

הפניות

1. צמרמורת & אטקינס. (2008). כימיה אנאורגנית (מהדורה רביעית, עמוד 349, 627). מק גרב היל.
2. פלוידינובה. (2017). הידרוקסילאפאטיט. מאוחסן ב 19 באפריל 2018, מ: fluidinova.com
3. ויקטוריה מ ', García Garduño, רייס ג' יי (2006). Hydroxyapatite, החשיבות שלה ברקמות mineralized ויישומה ביו. TIP המתמחה Journal ב כימית ביולוגית מדעי, 9 (2): 90-95
4. Gaiabulbanix. (נובמבר 05, 2015). הידרוקיפטיט. [איור] ב -19 באפריל 2018, מתוך: commons.wikimedia.org
5. Martin.Neitsov. (25 בנובמבר 2015). קריסטליד. [איור] ב -19 באפריל 2018, מתוך: commons.wikimedia.org
6. ויקיפדיה. (2018). הידרוקסילאפאטיט. מאוחסן ב 19 באפריל 2018, מ: en.wikipedia.org
7. פיונה פצ'י. עצם. מאוחסן ב 19 באפריל 2018, מ: c14dating.com